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Une lumière très intense transportait davantage d’énergie qu’une lu-
mière moins intense, indépendamment de sa fréquence (ou longueur
d’onde). Par conséquent, il ne semblait exister aucun lien direct entre
l’énergie et la fréquence, et on pouvait encore moins expliquer une fré-
quence de seuil. En outre, si l’émission photoélectrique était l’effet d’une
résonance entre la fréquence de la radiation et la fréquence d’oscillation
des électrons à l’intérieur de la matière, il aurait fallu un certain temps
pour que les électrons accumulent l’énergie suffisante pour rompre les
liaisons par lesquelles ils étaient unis.
Ce problème devait animer le débat des physiciens pendant deux décen-
nies. Et c’est Arthur Holly Compton (1892-1962) qui a finalement apporté
un point final à la réflexion. L’effet éponyme (effet Compton), qu’il décou-
vrit au début des années 1920, montrait clairement que lorsque la lumière
heurtait un électron et le lançait dans une direction donnée, cette lumière
subissait une diminution de fréquence qui dépendait de la direction dans
laquelle elle était diffusée. Cela pouvait être interprété en imaginant l’inte-
raction entre l’électron et la radiation comme un choc entre deux boules de
billard, où se conservait aussi bien l’énergie que la quantité de mouvement.
Pouvait-on considérer ce phénomène comme une confirmation définitive
de l’hypothèse des quanta de lumière ? Pas vraiment, puisque les propriétés
ondulatoires de la lumière ne pouvaient pas non plus être négligées.
En 1924, le physicien théoricien français Louis de Broglie (1892-
1987) avait alors avancé l’hypothèse selon laquelle les particules maté-
rielles, notamment les électrons, pouvaient avoir aussi une nature ondu-
latoire. Et en 1927, étaient effectivement observés des effets de diffrac-
tion et d’interférence dans un faisceau d’électrons, justement parce que
le fonctionnement du microscope électronique se fondait sur le caractère
ondulatoire des électrons. Par conséquent, non seulement la lumière,
mais aussi toute la matière pouvait révéler une nature duale, où les parti-
cules élémentaires pouvaient se comporter comme des ondes ou comme
des corpuscules selon les situations. Mais même dans ces conditions, le
modèle de la structure atomique de Bohr restait imprécis. Trop de prin-
cipes restaient injustifiés et trop de problèmes restaient à résoudre.
Les recherches du savant danois se poursuivirent donc, et en 1918, il
parvint à expliquer les différences d’intensité des raies spectrales émises
par un gaz incandescent comme autant de probabilités d’effectuer les
transitions (ou les sauts quantiques) correspondantes. Dans cette dé-
monstration il utilisa ce que qu’il a appelé un principe de correspondance.

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